生物醫學光子學（BMP）是利用光子學原理和技術為醫學和生物學問題提供解決方案的新興交叉學科。駱清銘主要從事生物醫學光子學新技術新方法研究。主要貢獻包括兩方面：
壹、 組織光學與光學分子成像研究
駱清銘自1989年開始從事激光與生物組織相互作用理論及醫學應用研究，模擬了不同生物組織中光子的傳輸規律。為實現精確模擬，開展了高分辨數字人體三維結構數據集研究。經過長期探索，提出采用三維數字矩陣來分割和描述不規則生物組織的思想，從而實現高分辨定量模擬光傳輸。
在國家自然科學基金重點項目“臨床醫學中的熱物理問題”支持下，探索了激光治療中凝固組織的熱響應及損傷機理。在863項目支持下，主持設計並實現了小動物整體熒光光學成像裝置及雙模式小動物熒光層析成像系統。
構建了遺傳編碼型光學分子功能探針以及可用於哺乳動物活細胞的遠紅雙分子熒光互補系統；合作提出並實現同時補償時間與空間色散的飛秒激光聲光掃描，建立了快速隨機掃描雙光子顯微成像裝置，並被同行使用。
光學成像可以獲取生物系統從分子、細胞到組織、器官等不同層次的測量數據，運用系統生物學思想，從測量數據中挖掘信息，再建立模型，形成知識。駱清銘帶領研究小組，經過多年的探索，建立了采用流平衡分析方法模擬代謝網絡行為的軟件平臺，跨層次整合分子、細胞及組織層次的功能信息，發現心肌細胞在能量代謝受到缺血幹擾時不遵從常規的“能量高效原則”，而是盡量保持“最小代謝調整”狀態，成功解釋了相關臨床結果。研究成果發表於Molecular Systems Biology等。
相關研究成果“組織光學成像理論若幹關鍵問題研究”獲湖北省自然科學二等獎，“高分辨數字人體三維結構數據集的構建與可視化”獲湖北省科技進步壹等獎，“用於藥物篩選和藥效評價的光學分子成像動態監測理論與方法研究”獲湖北省自然科學壹等獎，“飛秒激光快速隨機掃描雙光子顯微成像裝置”獲教育部技術發明壹等獎，“生物功能的飛秒激光光學成像機理研究”獲國家自然科學二等獎。
二、 腦功能與結構的光學成像新技術新方法研究
駱清銘在美國訪問研究期間（1995.6-1997.2），針對人腦皮層活動的實時無損監測，提出並實現了基於多通道檢測的近紅外腦功能成像方法，該方法獲美國專利，在此基礎上，進壹步獲得了人腦運動皮層活動的近紅外光學映射圖像，實現了與功能核磁***振成像(fMRI)結果的有效配準；合作成果發表後被Science專題報道。
駱清銘1997年2月回國後創建課題組，針對腦研究需求先後開辟了如下三個新方向：
1、提出壹種時間襯比分析方法，將激光散斑血流成像空間分辨率提高5倍，信噪比提高2倍，在保持鼠腦顱骨完整的情況下獲得了腦皮層血流分布和血管結構信息，在生物活體內獲得了高分辨的微循環血流圖像。研究成果發表於Optics Letters, Optics Express, Journal of Biomedical Optics, Applied Optics等。相關專利成果正在臨床試用。“腦皮層功能高分辨光學成像理論與方法研究”獲湖北省自然科學壹等獎。
2、經過十余年探索，帶領課題組掌握了神經元網絡的體外長時間培養和多通道海量信號采集處理方法，獲得了多套完整的神經發育活動模式數據，發現真實神經元網絡自組織臨界特性能夠引導網絡自發地進入壹種連續轉換的瞬態調控模式，有可能用於預測神經系統的發育趨勢，為揭示神經發育“生老病死”的內在機制提供了壹個新的視角。研究成果發表於Scientific Report。
3、從2002年起帶領課題組艱苦探索全腦結構的高分辨光學成像新技術新方法。建立了完整鼠腦的亞微米級三維結構圖譜，論文於2010年12月在Science發表。解決了高分辨快速切削光學成像、厘米量級完整鼠腦的光學標記和高分辨三維數據集的構建等系列關鍵問題，提出用反射成像取代傳統透射成像的方案，攻克了高分辨快速超薄切削成像中長期存在的“顫振”技術難題，研制出具有自主知識產權的系統。Science配發的評論指出“來自中國的研究團隊竭盡全力地創造出迄今為止最精細的小鼠全腦神經元三維連接圖譜…所提供的數據和全新的自動化腦圖譜獲取儀器將會為未來研究提供重要基礎…這個新的腦圖譜項目與近期另外幾家單位的工作相似，但都沒有達到中國研究成果的精細程度”。該論文由駱清銘教授帶領的科研組在校內獨立完成，無任何合作單位。Science Express和Nature China先後在“Highlights”專題報道。 該成果入選“2011年度中國科學十大進展”。